(57)【要約】  本発明は、基板と光熱変換層とを有し、光熱変換層の表面が粗面である転写用ドナー基板である。これにより、均一な転写材料の膜が形成され、高精度な微細パターニングが可能であるデバイスを製造することができる。また、本発明は、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて形成された有機ＥＬ素子において、発光領域の発光輝度ムラや膜厚ムラが少ない有機ＥＬ素子である。これにより、耐久性にも優れた有機ＥＬ素子を提供することができる。
2012008443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された光熱変換層とを有する転写用ドナー基板であって、前記光熱変換層の表面が粗面であることを特徴とする転写用ドナー基板。
【請求項２】
前記光熱変換層の表面の算術平均粗さが３０ｎｍ以上である請求項１記載の転写用ドナー基板。
【請求項３】
前記基板の光熱変換層が形成される側の表面の算術平均粗さが３０ｎｍ以上である請求項１または２記載の転写用ドナー基板。
【請求項４】
請求項１〜３記載の転写用ドナー基板において、表面の凹凸平均間隔が２０μｍ以下である転写用ドナー基板。
【請求項５】
前記光熱変換層の上面に区画パターンが形成されている請求項１〜４記載の転写用ドナー基板。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載された転写用ドナー基板をデバイス基板と対向させる工程と、前記光熱変換層に光を照射することで転写層を前記デバイス基板に転写する工程を有するデバイスの製造方法。
【請求項７】
少なくとも一対の電極間に挟持された発光層を含む有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて形成された有機ＥＬ素子において、副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ副画素内の発光領域の発光輝度ムラが±２０％以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記副画素の絶縁層の幅が３０μｍ以下である請求項７記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
少なくとも一対の電極間に挟持された発光層を含む有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて形成された有機ＥＬ素子において、副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ転写法を用いて形成された有機化合物層のうち、副画素内の発光領域の膜厚ムラが±１０％以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
前記副画素の絶縁層の幅が３０μｍ以下である請求項９記載の有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子を構成する薄膜の転写用ドナー基板、およびかかる転写用ドナー基板を使用するデバイスの製造方法、ならびに有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが両極に挟まれた有機発光層内で再結合するものである。このように発光する有機ＥＬ素子は、非特許文献１のような研究成果が示されて以来、薄型でかつ低駆動電圧下で高輝度が可能であること、また、発光層に種々の有機材料を用いることによって赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三原色をはじめとした多様な発光色を得ることが可能であること、からカラーディスプレイへの応用の実用化が進み、それにつれてさまざまな技術が要求されてきた。その1つは、最終製品として有機ＥＬ素子を形成するデバイス基板に、典型的な膜厚が０．１μｍ以下の薄膜であって三原色ごとに高精度に微細パターニングした発光層を形成する技術である。【０００３】
従来、薄膜の微細パターニングにはフォトリソグラフィー法、インクジェット法や印刷法などのウェットプロセス（塗布法）が用いられてきた。しかしながら、ウェットプロセスでは、先に形成した下地層の上にフォトレジストやインクなどを塗布した際に、極薄である下地層の形態変化や望ましくない混合などを完全に防止することが困難であり、ウェット状態から乾燥した薄膜の膜厚均一性を達成することも困難であった。これに対して、何種かのドライプロセスが実用化或いは提案されている。そのうち、マスク蒸着法は、金属板に精密な穴を開けた蒸着マスクを密着し、それをマスクとして各発光材料をデバイス基板に蒸着するものである。この方法は、カラーディスプレイの大型化と穴の精度の両立が困難であり、また、大型化につれてデバイス基板と蒸着マスクの密着性が損なわれる傾向にある。【０００４】
カラーディスプレイの大型化に対応したドライプロセスとしては、転写用のドナーシート（ドナーフィルム或いはドナー基板）に一旦、Ｒ、Ｇ、Ｂの各発光材料を塗布し微細パターニングした転写材料を形成し、その転写材料をデバイス基板に蒸着転写するものが開発されている。【０００５】
例えば、特許文献１ではドナー基板に光熱変換層を形成して、その上にＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ材料を印刷法により塗り分けておき、光熱変換層にレーザーを照射して一括転写する方法が開示されている。【０００６】
また特許文献２、３ではドナー基板の光熱変換層上に区画パターンを設け、その上にインクジェット法などの方法によりＲ、Ｇ、Ｂの有機ＥＬ材料を塗布し、光熱変換層にレーザーを照射して有機ＥＬ材料を一括転写する方法が記載されている。【０００７】
一方、特許文献４ではドナー基板にインクジェット法などの方法により形成した有機ＥＬ材料の膜厚ムラの少ない部分のみ選択的にレーザーを照射して有機ＥＬ材料を転写することにより、デバイス基板に形成した有機ＥＬ材料の膜厚ムラを少なくする方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−２３５０１１号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００９／１５４１５６号パンフレット
【特許文献３】特開２００９−１８７８１０号公報
【特許文献４】特開２００９−１４６７１５号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】“Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ”、（米国）、１９８７年、５１巻、１２号、９１３−９１５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法ではドナー基板上には区画パターンが形成されていないために、ＲＧＢを溶液状態で塗布した際に隣の材料と混合したり、乾燥時の溶媒蒸気が隣の材料を再溶解させたりする問題があり、有機ＥＬ材料を高精度に塗り分けすることが困難であった。また特許文献２、３に記載の方法では、インクジェット法により各区画パターン内に転写材料を形成する際に、いわゆる「コーヒーのしみ」状の局所的な膜厚ムラが発生してしまい、デバイス基板に転写する際にも局所的な膜厚ムラが写し取られてしまうという問題があった。【００１１】
一方、特許文献４では、図１７（ａ）のようにドナー基板に形成した有機ＥＬ材料の膜厚ムラの少ない部分のみを転写することにより、膜厚ムラの少ないデバイス基板を作成する方法が開示されている。しかし、図１７（ｂ）のように高開口率のデバイス基板に転写する場合、ドナー基板に形成した有機ＥＬ材料の膜厚ムラの少ない部分のみを転写したとしても、デバイス基板の画素領域に対してドナー基板の転写領域が小さいために、画素の周囲の絶縁層付近で極端に薄膜化するという問題があった。また、図１７（ｃ）のようにドナー基板の転写領域を大きくしたとしても、ドナー基板の隔壁付近で極端に厚膜化した有機ＥＬ材料も転写されるために、デバイス基板へ転写した有機ＥＬ材料の膜厚が不均一になるという問題があった。【００１２】
本発明では、かかる問題を解決し、その目的は、レーザーに代表される光を照射することによってデバイス基板に転写材料を転写するドナー基板であって、均一な転写材料の膜が形成でき、高精度な微細パターニングが可能であるドナー基板、およびかかるドナー基板を用いて有機ＥＬ素子に代表されるデバイスを製造する方法を提供することにある。また、発光領域の発光輝度ムラおよび膜厚ムラが少なく、耐久性にも優れた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記の課題について検討した結果、ドナー基板の光熱変換層の表面の粗さを調整することによって溶媒の乾燥過程において発生する膜厚ムラを排除でき、高開口率のデバイス基板においても、発光輝度ムラの少ない有機ＥＬ素子を作成できることを見出し、本発明に至った。【００１４】
すなわち本発明の一の構成は転写用ドナー基板に係るものであり、基板と、前記基板上に形成された光熱変換層とを有する転写用ドナー基板であって、前記光熱変換層の表面が粗面であることを特徴とする。【００１５】
また、本発明の別の構成は有機ＥＬ素子に係るものであり、少なくとも一対の電極間に挟持された発光層を含む有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて形成された有機ＥＬ素子において、副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ副画素内の発光領域の発光輝度ムラが±２０％以下であることを特徴とする。また、少なくとも一対の電極間に挟持された発光層を含む有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて形成された有機ＥＬ素子において、副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ転写法を用いて形成された有機化合物層のうち、副画素内の発光領域の膜厚ムラが±１０％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の転写用ドナー基板によれば、均一な膜厚の転写材料が形成された転写用ドナー基板を塗布法により作製することが可能であり、このドナー基板を用いて転写を行うと、デバイス性能が悪化することがなく、高精度に微細パターニングされたデバイスの製造が可能である。【００１７】
また、本発明の有機ＥＬ素子によれば、発光輝度ムラが少ないために高画質表示でかつ耐久性に優れた表示装置を実現することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】有機ＥＬ素子が形成されたデバイス基板の典型的な構造の例を示す拡大断面図。
【図２】本発明の実施形態におけるドナー基板を用いてデバイス基板に転写膜を形成する方法の例を示す拡大断面図。
【図３】図２における拡大平面図。
【図４】本発明の実施形態における転写材料の形成を説明する断面図。
【図５】本発明の実施形態における転写材料の形成の一例を示す断面図。
【図６】本発明の実施形態におけるパターニング方法の一例を示す断面図。
【図７】本発明の実施形態の一例を説明する断面図。
【図８】本発明の実施形態の一例を説明する平面図。
【図９】本発明の光照射方法の一例を説明する断面図。
【図１０】従来の光照射配置における問題点を説明する断面図。
【図１１】本発明技術と従来技術における発光層のパターニング精度の差を説明する断面図。
【図１２】転写法と蒸着法における発光層のエッジ形状の違いを説明する断面図。
【図１３】本発明の実施形態におけるデバイス基板の画素を示す平面図。
【図１４】本発明の実施形態における一括転写のパターニング方法の一例を示す断面図。
【図１５】本発明の実施形態における光照射方法の一例を示す斜視図。
【図１６】本発明の実施例における転写材料の形成工程の平面写真。
【図１７】表面が平滑なドナー基板を用いてデバイス基板に転写膜を形成する従来の方法の例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための好ましい形態を、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書中で使用する拡大断面図や拡大平面図は、カラーディスプレイの最小単位である画素を構成するＲＧＢ副画素を示している。また、理解を助けるために拡大断面図の横方向（基板面内方向）に比較して縦方向（基板面垂直方向）の倍率を拡大している。以下、デバイスの代表的な例として有機ＥＬ素子が形成される典型的な構造のデバイス基板１０を説明し、次いで、デバイス基板１０にデバイスを転写により形成するのに好適な本発明の実施形態に係るドナー基板３０を説明し、次いで、ドナー基板３０を用いた転写プロセスを中心にしてデバイスの製造方法を説明する。
【００２０】
（１）デバイス基板１０
図１は、有機ＥＬ素子が形成されたデバイス基板１０の典型的な構造の例を示す拡大断面図である。デバイス基板１０は、ガラス板等の支持体１１上にＴＦＴ１２（取出電極込み）や平坦化層１３などで構成されるアクティブマトリクス回路が構成されている。それらの上には、有機ＥＬ素子を構成する第一電極１５／正孔輸送層１６／発光層１７／電子輸送層１８／第二電極１９が形成されている。この図１の例では、発光層１７は、ＲＧＢの３種類の発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂからなり、それらは横方向に区画されてなる。第一電極１５の端部には、電極端における短絡発生を防止し、発光領域を規定する絶縁層１４が形成される。有機ＥＬ素子の素子構成はこの例に限定されるものではなく、例えば、第一電極１５と第二電極１９との間に正孔輸送機能と電子輸送機能とを合わせもつ発光層１７が一層だけ形成されていてもよく、正孔輸送層１６は正孔注入層と正孔輸送層との、電子輸送層１８は電子輸送層と電子注入層との複数層の積層構造であってもよく、発光層１７が電子輸送機能をもつ場合には電子輸送層１８が省略されてもよい。また、第一電極１５／電子輸送層１８／発光層１７／正孔輸送層１６／第二電極１９の順に積層されていてもよい。また、これらの層はいずれも単層であっても複数層であってもよい。なお、図示されていないが、第二電極１９の形成後に、公知技術あるいは後述の本実施形態の転写プロセスを用いて、保護層の形成やカラーフィルターの形成、封止などが行われてもよい。
【００２１】
発光層１７は単層でも複数層でもよく、各層の発光材料は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。発光効率、色純度、耐久性の観点から、発光層１７はホスト材料とドーパント材料との混合物の単層構造であることが好ましい。
【００２２】
正孔輸送層１６は単層でも複数層でもよく、各層は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。正孔注入層と呼ばれる層も正孔輸送層１６に含まれる。正孔輸送性（低駆動電圧）や耐久性の観点から、正孔輸送層１６には正孔輸送性を助長するアクセプタ材料が混合されていてもよい。
【００２３】
電子輸送層１８は単層でも複数層でもよく、各層は単一材料でも複数材料の混合物であってもよい。正孔阻止層や電子注入層と呼ばれる層も電子輸送層１８に含まれる。電子輸送性（低駆動電圧）や耐久性の観点から、電子輸送層１８には電子輸送性を助長するドナー材料が混合されていてもよい。電子注入層と呼ばれる層は、このドナー材料として論じられることも多い。電子輸送層１８を成膜する転写材料は単一材料からなっても複数材料の混合物からなってもよい。
【００２４】
これら発光層１７、正孔輸送層１６、電子輸送層１８の材料は、例えば特許文献１に記載された公知の材料を用いることができる。
【００２５】
ドナー材料としては、リチウムやセシウム、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ金属やアルカリ土類金属、それらのキノリノール錯体などの各種金属錯体、フッ化リチウムや酸化セシウムなどのそれらの酸化物やフッ化物、テトラチアフバレン（ＴＴＦ）などの電子供与性低分子材料を例示することができる。電子輸送材料やドナー材料は発光層１７との組み合わせによる性能変化が起こりやすい材料の１つである。
【００２６】
第一電極１５および第二電極１９は、発光層１７からの発光を取り出すために少なくとも一方が透明であることが好ましい。第一電極１５から光を取り出すボトムエミッションの場合には第一電極１５が、第二電極１９から光を取り出すトップエミッションの場合には第二電極１９が透明である。透明電極材料およびもう一方の電極には、例えば、特開平１１−２１４１５４号公報記載の如く、従来公知の材料を用いることができる。
【００２７】
このような有機ＥＬ素子は、一般的に第二電極１９が共通電極として形成されるアクティブマトリクス型に限定されるものではなく、例えば、第一電極１５と第二電極１９とが互いに交差するストライプ状電極からなる単純マトリクス型や、予め定められた情報を表示するように表示部がパターニングされるセグメント型であってもよい。これらの用途としては、テレビ、パソコン、モニター、時計、温度計、オーディオ機器、自動車用表示パネルなどを例示することができる。
【００２８】
（２）ドナー基板３０
次に、デバイス基板１０にデバイスを形成する薄膜層を転写により形成するのに好適な本発明の実施形態に係るドナー基板３０を説明する。図２及び図３は、ドナー基板３０を用いてデバイス基板１０に発光層１７を形成する方法の例を示す拡大断面図と拡大平面図である。ドナー基板３０は、支持体３１と、支持体３１上に形成された光熱変換層３３と、光熱変換層３３に積層して形成された区画パターン３４と、区画パターン３４により区画された転写材料３７とを備えてなる。これらの図２及び図３の例では、ドナー基板３０の転写材料３７は横方向に区画されたＲＧＢの３種類の発光材料の転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂからなり、デバイス基板１０のＲＧＢの３種類の発光層１７Ｒ、１７Ｇ、１７Ｂに対応している。なお、図３は、図２における光照射の様子をドナー基板３０の支持体３１側から見た図である。全面に形成された光熱変換層３３があるために、支持体３１側から区画パターン３４や転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂは実際には見えないが、光照射との位置関係を説明するために点線にて図示した。照射される光は矩形をしており、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂを跨ぐようにして照射され、かつ、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの並びに対して垂直方向にスキャンされる。照射される光は相対的にスキャンされればよく、光自体を移動させても、ドナー基板３０とデバイス基板１０とのセットを移動させても、その両方でもよい。以下、支持体３１、光熱変換層３３、転写材料３７、区画パターン３４の順に説明する。
【００２９】
ドナー基板３０の支持体３１は、光の吸収率が小さいものであって、その上に光熱変換層３３、区画パターン３４、転写材料３７を安定に形成できる材料であれば特に限定されない。条件によっては樹脂材料のフィルムを使用することが可能である。樹脂材料としては、ポリエステル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリル、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリイミド、ポリアミド、ポリベンゾオキサゾール、ポリエポキシ、ポリプロピレン、ポリオレフィン、アラミド樹脂、シリコーン樹脂などを例示できる。
【００３０】
化学的・熱的安定性、寸法安定性、機械的強度、透明性の面で、好ましい支持体３１としてガラス板を挙げることができる。ソーダライムガラス、無アルカリガラス、含鉛ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、低膨張ガラス、石英ガラスなどから条件に応じて選択することができる。後述するように転写プロセスを真空中で実施する場合には、支持体３１からのガス放出が少ないことが要求されるので、この点からもガラス板は特に好ましい。
【００３１】
デバイス基板１０とドナー基板３０を対向させて転写材料を転写させる際に、温度変化による熱膨張の違いによりパターニング精度が悪化するのを防ぐためには、デバイス基板１０とドナー基板３０の支持体１１、３１相互の熱膨張率の差は１０ｐｐｍ／℃以下であることが好ましく、またこれらの支持体１１、３１が同一材料からなることが更に好ましい。なお、両者の厚さの違いは特に限定されない。
【００３２】
光熱変換層３３が高温に加熱されても、支持体３１自体の温度上昇（熱膨張）を許容範囲内に収める必要があるので、支持体３１の熱容量は光熱変換層３３のそれより十分大きいことが好ましい。従って、支持体３１の厚さは光熱変換層３３の厚さの１０倍以上であることが好ましい。許容範囲は転写領域の大きさやパターニングの要求精度などに依存するために一概には示せないが、例えば、光熱変換層３３が室温から３００℃上昇し、支持体３１の温度上昇をその１／１００である３℃以下に抑制したい場合には、光熱変換層と支持体の体積熱容量が同程度の場合には、支持体３１の厚さは光熱変換層３３の厚さの１００倍以上であることが好ましく、支持体３１の温度上昇を３００℃の１／３００である１℃以下に抑制したい場合には、支持体３１の厚さは光熱変換層３３の厚さの３００倍以上であることが更に好ましい。光熱変換層の体積熱容量が支持体の２倍程度である典型的な場合には、支持体の厚さは光熱変換層の厚さの２００倍以上であることが好ましく、６００倍以上であることが更に好ましい。このようにすることで、大型化しても熱膨張による寸法変位量が少なく、高精度な微細パターニングに寄与する。
【００３３】
次に、ドナー基板３０の光熱変換層３３を説明する。光熱変換層３３は、効率よく光を吸収して熱を発生し、発生した熱に対して安定である材料・構成であれば特に限定されない。カーボンブラックや黒鉛、チタンブラック、有機顔料、金属粒子などを樹脂に分散させた薄膜、もしくは金属薄膜などの無機薄膜を利用することができる。後述のように光熱変換層３３が３００℃程度に加熱されることがあるので、光熱変換層３３は耐熱性に優れた無機薄膜からなることが好ましく、光吸収や成膜性の面で、金属材料の薄膜からなることが特に好ましい。金属材料としては、タングステン、タンタル、モリブデン、チタン、クロム、金、銀、銅、白金、鉄、亜鉛、アルミニウム、コバルト、ニッケル、マグネシウム、バナジウム、ジルコニウム、シリコン、カーボンなどの単体や合金、あるいはそれらを積層したものを使用できる。
光熱変換層３３の支持体３１側には必要に応じて反射防止層を形成することができる。さらに、支持体３１の光入射側の表面にも反射防止層を形成してもよい。これらの反射防止層は屈折率差を利用した光学干渉薄膜が好適に使用され、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化チタンなどの単体や混合薄膜、それらの積層薄膜を使用できる。
【００３４】
光熱変換層３３は、表面に微細な凹凸構造を有していること、すなわち、表面が粗面であることが重要である。ここで本発明における粗面とは、後述のようにドナー基板へ転写材料を含む溶液の塗布を行った際に、乾燥後の膜に局所的な膜厚ムラが生じない程度に表面が荒れていることを示す。
【００３５】
図４はドナー基板３０へ塗布を行った際の、転写材料３７の乾燥膜の形成について説明した図である。
【００３６】
図４（ａ）に示すように表面が平滑な光熱変換層３３を有する基板を用いた場合には、いわゆる「コーヒーのしみ」現象による膜厚ムラも生じ易い。すなわち、転写材料の溶液を滴下したとき、溶媒の乾燥速度は液滴の周辺部のほうが中央部よりも早いため、周辺部から蒸発する液分を補うために中央から周辺部に溶媒が流れる。このとき、溶質（転写材料）もこの流れに乗って周辺部に運ばれ、結果として周辺部が盛り上がった形状の膜ができる。
【００３７】
これに対し、図４（ｂ）に示すように光熱変換層３３が粗面であるドナー基板を用いると、光熱変換層３３表面の凹凸によって、中央から周辺部への溶液の移動が阻止される。したがって、溶質がドナー基板３０の表面上に均一に分散して析出しやすくなり、局所的な膜厚ムラを抑えることができる。
【００３８】
図４（ａ）に示す転写材料３７の膜厚ムラは溶質が局所的に固まって生じたものであるために、デバイス基板１０へ転写後の転写膜２７も同じ膜厚ムラとして残りやすく、有機ＥＬ素子を作製した際にも区画内の一部分に偏った発光輝度ムラが生じてしまう。
【００３９】
一方、図４（ｂ）では図４（ａ）よりも転写材料３７の膜厚が均一化しており、デバイス基板１０へ転写後も転写膜２７の膜厚ムラが抑えられるため、有機ＥＬ素子を作製した際の発光輝度ムラも生じなくなる。ここで膜厚が均一化しているとは、基板上の溶質量が概ね均一であることを言う。なお、光熱変換層３３の凹凸に追従した微小な膜厚ムラが転写材料３７に多少存在していたとしても、後述の蒸着モードを使用することにより、転写時に転写材料が分子（原子）レベルにほぐれた状態で昇華した後にデバイス基板２０に堆積するために、転写膜２７の膜厚ムラが均一化され、有機ＥＬ素子を作製した際の発光輝度ムラも問題にならない。
【００４０】
また、複数の区画にＲＧＢの転写材料を順次形成する際に、光熱変換層３３の表面が粗面であることにより、溶媒の乾燥蒸気による転写材料３７の移動を少なくし、膜厚ムラの発生を抑制することもできる。
【００４１】
図５は転写材料３７を塗布した際の膜厚ムラの発生について説明した図である。まず、図５（ａ）に示すように表面が平滑な光熱変換層３３を有する基板を用いる場合を説明する。転写材料３７Ｒの溶液を塗布し、乾燥させる。次に、転写材料３７Ｇの溶液を塗布し、乾燥させる。次に転写材料３７Ｂの溶液を塗布し、乾燥させる。
【００４２】
このとき、転写材料３７Ｇを乾燥したときに揮発する溶媒の蒸気により、それ以前に形成していた転写材料３７Ｒが影響を受け、移動が発生し易くなる。転写材料３７Ｂを塗布したときの転写材料３７Ｇ（又は３７Ｒ）も同様である。このような移動により、転写材料３７Ｒ、３７Ｇには膜厚ムラが生じることになる。
【００４３】
これに対し、図５（ｂ）に示すように光熱変換層３３の表面が粗面である場合、転写材料３７Ｒの溶液を塗布し乾燥させ、次に転写材料３７Ｇの溶液を塗布した時に、転写材料３７Ｇが乾燥したときに揮発する溶媒の蒸気により、転写材料３７Ｒが影響を受けたとしても、光熱変換層３３の表面の凹凸のために、転写材料３７Ｒの移動が阻止されるので、膜厚ムラを非常に少なくすることが可能である。転写材料３７Ｂを塗布したときの転写材料３７Ｇ（又は３７Ｒ）も同様である。
【００４４】
また、ＲＧＢ一括で複数の区画に塗布した場合においても、光熱変換層３３の表面を粗面であることにより、塗布ムラを抑制することができる。図６は平滑なドナー基板にＲＧＢ一括で複数の区画に塗布した場合の塗布ムラの発生について説明した図である。転写領域３８にはＲＧＢの区画がたくさん並んでいる。これらの区画にＲＧＢの転写材料３７を一括塗布すると、ドナー基板３０上の蒸気圧差により、中央から外側に向けた蒸気の流れが発生し、ドナー基板３０の外周付近の転写材料は蒸気の影響を受けて外側に膜が偏ってしまう。図６において、ドナー基板３０の外周付近では、外周からやや内側の部分に、転写材料が一部流れてしまい光熱変換層３３が露出している部分が存在していることが、その現象を示す。ところが、粗面であるドナー基板３０を用いた場合、乾燥蒸気の影響を受けたとしても、溶質の移動は発生しにくいので、面内の膜厚ムラも均一になる。
【００４５】
これらの転写材料３７の形成方法は、少なくとも１種類の転写材料３７が分子量１０００未満の低分子材料からなり、かつ、当該低分子材料からなる膜の乾燥後の膜厚が１００ｎｍ以下、更に５０ｎｍ以下である有機ＥＬ薄膜の製造においては特に有効である。このような低分子材料は分子間相互作用が小さいので、分子同士が絡み合って分子間相互作用が大きい高分子材料に比べて、非常に移動し易くなるからである。なお、転写材料の膜厚は、たとえば原子間力顕微鏡などの触針方式で表面形状を測定し、光熱変換層との段差から求めることができる。また、紫外線を照射した際に観察される蛍光の強度と膜厚の依存性が分かっていれば、蛍光顕微鏡で基板表面を観察した際に転写材料の膜厚を類推することも可能である。
【００４６】
なお、本発明のようにドナー基板の表面を粗面にする方式以外にも、転写材料の膜厚ムラを抑制する方法が考えられる。一例として、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂを順次塗布した後に、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの上に溶媒を一括して塗布し、一旦溶液の状態にしてから同時に乾燥する方法が挙げられる。しかしこの方法では塗布工程が二度発生してしまうために、溶液もしくは溶媒中の不純物の混入量が増えてしまうという問題がある。また、高沸点の溶媒を使用して３種類の転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂをゆっくり同時に乾燥させる方法も挙げられる。しかしこの方法では工程時間が長くなってしまうという問題がある。また、結晶化しやすい転写材料を用いる場合には、乾燥後に大きな結晶粒になってしまうため均一な薄膜ができず、転写後の膜厚が不均一になるという問題がある。このため、膜厚ムラの抑制方式としては、本発明の方式を用いることがより好ましい。
【００４７】
光熱変換層３３が粗面である程度は、光熱変換層３３の表面の算術表面粗さ（以下Ｒａと記す）で表すことができる。また、本発明における算術平均粗さとは、表面粗さ形状測定器によりＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に基づき、測定長さ１．０ｍｍで測定した際に得られる十点平均粗さのことである。本発明においては、光熱変換層３３の表面のＲａが３０ｎｍ以上であることが好ましい。光熱変換層３３の表面のＲａが３０ｎｍ以上であれば、膜厚ムラの抑制により効果を発揮することができる。より好ましくは５０ｎｍ以上、さらに好ましくは１００ｎｍ以上、特に好ましくは１５０ｎｍ以上である。
【００４８】
一方で、光熱変換層３３の表面のＲａが大きすぎると、転写材料３７を塗布した際に溶液が凹部に溜まってしまうため、乾燥後の膜が不連続となってしまい、転写後の膜厚ムラも大きくなってしまうという問題が生じる。溶液が凹部に溜まらないようにするためには、光熱変換層３３の表面のＲａよりも塗布溶液の厚さの値が大きければよい。すなわち、光熱変換層３３の表面のＲａが乾燥後の膜厚の値より大きくても差し支えない。この場合、光熱変換層３３の凹凸に応じた膜厚ムラは発生するが、「コーヒーのしみ現象」や溶媒蒸気による転写材料３７の移動が起こることはない。また、前述のように転写時に蒸着モードを使用すれば転写膜２７の膜厚が均一化するため、この程度の膜厚ムラは問題にはならない。具体的には、光熱変換層３３のＲａは好ましくは４μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下、さらに好ましくは５００ｎｍ以下、特に好ましくは２５０ｎｍ以下である。この範囲であれば、所望の厚さの転写材料を得るために合理的な濃度の溶液を塗布したときに、光熱変換層３３のＲａよりも塗布溶液の厚さの値を大きくするこができる。
【００４９】
ドナー基板表面の凹凸平均間隔（以下Ｓｍと示す）は２０μｍ以下であることが好ましい。なお、本発明における算術平均粗さとは、表面粗さ形状測定器によりＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に基づき、測定長さ１．０ｍｍで測定した際に得られる凹凸平均間隔のことである。凹凸平均間隔を２０μｍ以下にすることにより、表面の凹凸の密度がより大きくなり、転写材料の移動をより阻害しやすくなるため、結果的に局所的な膜厚ムラを抑制しやすくなる。また、２０μｍの範囲内でコーヒーのしみ現象によるムラが生じる現象も発生しない。
【００５０】
光熱変換層３３の形成方法としては、スピンコートやスリットコート、真空蒸着、ＥＢ蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなど、材料に応じて公知技術を利用できる。
【００５１】
光熱変換層３３の表面を粗面化する方法は、大きくわけて２通りある。１つは、あらかじめ粗面化した支持体３１の上に光熱変換層３３を支持体３１表面の凹凸に合わせて略均一に形成する方法である。この方法の場合、支持体３１の表面のＲａを光熱変換層３３の表面のＲａに写し取ることができる。例えば、支持体３１の表面のＲａを３０ｎｍ以上としておくことで、光熱変換層も３３表面のＲａを３０ｎｍ以上に調整することができる。したがって、支持体の光熱変換層が形成される側の表面のＲａは、光熱変換層３３の表面のＲａとして求められる値にしておくことが好ましい。例えば３０ｎｍ以上が好ましく、より好ましくは５０ｎｍ以上、さらに好ましくは１００ｎｍ以上、特に好ましくは１５０ｎｍ以上である。
【００５２】
支持体３１の表面の粗面化の方法は特に限定されず、サンドブラストによる機械的粗面化、フッ酸、バッファードフッ酸および他の酸との混酸によるケミカルエッチング、ガラス粉を表面に塗布して高熱で溶結させる方法などの公知技術が使用できる。これらの処理は圧力や処理時間などの条件を強めるほどＲａが大きくなるので、所望のＲａが得られるように調整することができる。また、Ｓｍを２０μｍ以下にするには、サンドブラストによる機械的粗面化を行う場合にブラスト材の粒径を小さくすることにより調整することができる。
【００５３】
光熱変換層３３を支持体３１表面の凹凸に合わせて略均一に形成する方法としては、スパッタリング法が好ましく挙げられる。詳細な条件は材料により異なるため一概には言えないが、一例としてタンタルの場合は、例えばＡｒガス雰囲気で、ガス圧０．２Ｐａ、投入電力１ｋｗで形成することが好ましい。もちろん、この条件に限られるものではない。
【００５４】
もう１つは、公知の方法で表面がほぼ平滑な光熱変換層３３を形成した後に表面を粗面化する方法である。その方法も特に限定されず、サンドブラストによる機械的粗面化、ケミカルエッチング、スパッタリング成膜時のガス圧・投入電力・製膜温度の条件変更などの公知技術を使用できる。
【００５５】
ただし光熱変換層３３を直接粗面化する方法では、光照射を行った際に光熱変換層の膜厚の厚い部分と薄い部分で表面温度にばらつきが発生し、転写材料に均一に熱を加えることが難しいことから、前者の支持体３１の表面を粗面化し光熱変換層３３を表面の凹凸に合わせて均一に形成する方法の方が好ましい。
【００５６】
光熱変換層３３は転写材料３７の昇華に十分な熱を与える必要があるので、光熱変換層３３の熱容量は転写材料３７のそれより大きいことが好ましい。従って、光熱変換層３３の厚さは転写材料３７より厚いことが好ましく、転写材料３７の厚さの５倍以上であることが更に好ましい。数値としては０．０２〜２μｍが好ましく、０．１〜１μｍが更に好ましい。光熱変換層３３は光の９０％以上、更に９５％以上を吸収することが好ましいので、これらの条件を満たすように光熱変換層３３の厚さを設計することが好ましい。
【００５７】
光熱変換層３３は転写材料３７が存在する部分に形成されていればよく、例えば、区画パターン３４の下部で不連続となるようにパターニングされていてもよい。区画パターン３４が光熱変換層３３との密着性に乏しい場合には、このようにして支持体３１との密着性を利用することで密着性を改善することができる。光熱変換層３３がパターニングされる場合には、区画パターン３４と同種の形状となる必要はなく、区画パターン３４が格子状で、光熱変換層３３はストライプ状であってもよい。
【００５８】
また、図７に示すように、光熱変換層３３ａ上に区画パターン３４を形成した後に、光熱変換層３３ａの材料をドナー基板３０上に全面製膜して区画パターン３４を被覆することにより（光熱変換層３３ｂ）、ドナー基板３０上へ区画パターン材料が不純物として混入することを防ぐことも可能であり、これによってデバイス基板に転写する際に区画パターン材料の不純物も転写されなくなり、デバイス性能への悪影響を及ぼさなくなる。
【００５９】
なお、この構成の場合は、あらかじめ粗面化した支持体３１の表面のＲａをまず光熱変換層３３ａの表面のＲａに写し取り、さらに光熱変換層３３ａの表面のＲａを光熱変換層３３ｂの表面のＲａに写し取ることで、光熱変換層３３ｂの表面のＲａを３０ｎｍ以上に調整することができる。
【００６０】
また、図８に示すように、支持体３１上に直接区画パターン３４を形成した後に、光熱変換層３３の材料をドナー基板３０上に全面製膜して区画パターン３４を被覆する方法でもよい。この場合の粗面化の方法についても、あらかじめ粗面化した支持体３１の上に光熱変換層３３を支持体３１表面の凹凸に合わせて均一に形成する方法や表面が平滑な光熱変換層３３を形成した後に表面を粗面化する方法を使用することができる。
【００６１】
光熱変換層３３は光吸収率が大きいことから、光熱変換層３３を利用して転写領域内外の適切な位置にドナー基板３０の位置マークを形成することが好ましい。
【００６２】
次に、ドナー基板３０に形成される転写材料３７を説明する。転写材料３７の転写材料は、有機材料、金属を含む無機材料いずれでも、加熱された際に、昇華（アブレーション昇華を含む）して、ドナー基板からデバイス基板１０へと転写されればよい。また、転写材料が薄膜形成の前駆体であり、転写前あるいは転写中に熱や光によって薄膜形成材料に変換されて転写膜２７が形成されてもよい。なお、この転写材料は、有機ＥＬ素子はもちろん、それをはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどのデバイスを構成する薄膜を形成することができる。
【００６３】
転写材料３７の厚さは、それらの機能や転写回数により一概に示すことは難しい。例えば、フッ化リチウムなどのドナー材料（電子注入材料）の１回転写分の転写材料３７は、典型的な厚さは１ｎｍ以下である。また、電極材料の転写材料３７の膜厚は１００ｎｍ以上になる場合もある。発光層１７の形成の場合は、１回転写分の転写材料３７の厚さは１０〜１００ｎｍであるのが好ましく、２０〜５０ｎｍであるのがさらに好ましい。
【００６４】
転写材料３７の形成方法は特に限定されず、真空蒸着やスパッタリングなどのドライプロセスを利用することもできる。大型化に対応が容易な方法として、少なくとも転写材料と溶媒からなる溶液を区画パターン３４内に塗布し溶媒を乾燥させた後に転写する塗布法を用いることが好ましい。塗布法の具体的な方法としては、インクジェット、ノズル塗布、電界重合や電着、オフセットやフレキソ、平版、凸版、グラビア、スクリーンなどの各種印刷などを例示できる。特に、各区画パターン３４内に定量の転写材料３７を正確に形成することが重要であり、この観点から、インクジェットとノズル塗布を特に好ましい方法として例示できる。
【００６５】
区画パターン３４がないと、塗液から形成される転写材料３７同士は互いに接することになり、その境界は一様ではなく、少なからず混合層が形成される。これを防ぐために、互いに接しないように隙間を空けて形成した場合には、境界領域の膜厚を中央と同一にすることが困難である。いずれの場合も、この境界領域はデバイスの性能低下を招くために転写することができないので、ドナー基板３０上の転写材料３７のパターンよりも幅の狭い領域を選択的に転写する必要がある。従って、実際に使用可能な転写材料３７の幅が狭くなり、有機ＥＬディスプレイを作製した際には、開口率の小さな（非発光領域の面積が大きな）画素となってしまう。また、境界領域を除いて転写しなければならない都合上、一括転写ができないので、転写材料３７の転写材料の種類が異なれば、それらを（例えば、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂを）順次にレーザー照射して、それぞれ独立に転写する必要があり、高強度レーザー照射の高精度位置合わせが必要となる。このような問題は、区画パターン３４と塗液から形成された転写材料３７を有するドナー基板３０を用いて後述のように一括転写することにより解決可能である。
【００６６】
転写材料と溶媒とからなる溶液を塗布法に適用する場合には、一般的には界面活性剤や分散剤などを添加することで溶液の粘度や表面張力、分散性などを調整してインク化することが多い。しかしながら、ドナー基板３０では、それらの添加物が転写材料に残留物として存在すると、転写時にも転写膜２７内に取り込まれて、デバイス性能に悪影響を及ぼすことが懸念される。従って、乾燥後の転写材料の純度が９５％以上、さらに９８％以上となるように溶液を調製することが好ましい。インク中の溶剤以外の成分に占める転写材料の割合を９５重量％以上とすることで、このような調整が可能である。
【００６７】
溶媒としては、水、アルコール、炭化水素、芳香族化合物、複素環化合物、エステル、エーテル、ケトンなど公知の材料を使用することができる。ドナー基板３０において好適に使用されるインクジェット法では、１００℃以上、さらに１５０℃以上の比較的高沸点の溶媒が使用されること、さらに、転写材料の溶解性に優れていることから、テトラリン（テトラヒドロナフタレン）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、γ−ブチルラクトン（γＢＬ）、シクロヘキサノン、安息香酸エチル、キシレン、クメンなどを好適な溶媒として例示できる。
【００６８】
転写材料が溶解性と転写耐性、転写後のデバイス性能を全て満たす場合には、転写材料そのもの（以下、「転写材料の原型」という）を溶媒に溶解させることが好ましい。転写材料の原型が溶解性に乏しい場合には、転写材料の原型に、アルキル基などの溶媒に対する可溶性基を導入することで、可溶性を改良することができる。デバイス性能面で優れる転写材料の原型に可溶性基を導入した場合には、性能が低下することがある。その場合には、例えば転写時の熱において、この可溶性基を脱離させて原型材料をデバイス基板１０に堆積させることもできる。
【００６９】
可溶性基を導入した転写材料を転写する際に、ガスの発生や転写膜への脱離物の混入を防止するためには、転写材料が塗布時に溶媒に対する可溶性基をもち、塗布後に熱または光によって可溶性基を変換または脱離させた後に、転写材料を転写することが好ましい。例えば、ベンゼン環やアントラセン環を有する材料を例に挙げると、式（１）〜（２）に示すような可溶性基をもつ材料に光を照射して原型材料に変換することができる。また、式（３）〜（６）に示すように、可溶性基としてエチレン基やジケト基などの分子内架橋構造を導入し、そこからエチレンや一酸化炭素を脱離させるプロセスによって原型材料に復帰させることもできる。可溶性基の変換または脱離は乾燥前の溶液状態でも、乾燥後の固体状態でもよいが、プロセス安定性を考慮すると、乾燥後の固体状態で実施することが好ましい。転写材料の原型分子は非極性的であることが多いために、固体状態にて可溶性基を脱離する際に脱離物を転写材料内に残留させないためには、脱離物の分子量は小さく極性的（非極性的な原型分子に対して反発的）であることが好ましい。また、転写材料内に吸着されている酸素や水を脱離物と一緒に除去するためには、脱離物がこれらの分子と反応しやすいことが好ましい。これらの観点からは一酸化炭素を脱離するプロセスで可溶化基を変換または脱離することが特に好ましい。本手法はナフタセン、ピレン、ペリレンなどの縮合多環炭化水素化合物の他、縮合多環複素化合物にも適用できる。もちろん、これらは置換されていても無置換であっても良い。
【００７０】
【化１】
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【００７１】
デバイス基板１０の転写膜として発光層１７を形成し、ホスト材料とドーパント材料との混合物の単層構造とする場合は、発光層１７を成膜するための転写材料はホスト材料とドーパント材料との混合物であることが好ましい。塗布法を用いる場合には、区画パターン３４内に転写材料３７を配置する際に、ホスト材料とドーパント材料との混合溶液を塗布、乾燥させて転写材料３７を形成することができる。ホスト材料とドーパント材料との溶液を別に塗布してもよい。転写材料３７を形成した段階でホスト材料とドーパント材料とが均一に混合されていなくても、転写時に両者が均一に混合されればよい。また、転写時にホスト材料とドーパント材料との昇華温度の違いを利用して、デバイス基板１０の発光層１７中のドーパント材料の濃度を膜厚方向に変化させることもできる。
【００７２】
デバイスとして有機ＴＦＴ素子を作製する場合は、有機半導体層を本発明により好適にパターニングすることができる。ドナー基板３０上に２種類以上の転写材料３７が形成される例としては、１組の回路単位が２つ以上のＴＦＴ素子からなり、それらに必要な有機半導体層のサイズ（もしくは厚さ）が異なるために、同じ有機半導体材料からなるが形状（もしくは厚さ）が異なる転写材料群を挙げることができる。もちろん、２つ以上のＴＦＴ素子に対して別々の有機半導体層を本発明によりパターニングすることも可能である。さらに、有機ＴＦＴ素子を構成するソースやドレイン、ゲート電極、ゲート絶縁層などを本発明によりパターニングしてもよい。
【００７３】
次に、ドナー基板３０の区画パターン３４を説明する。区画パターン３４は、転写材料３７の境界を規定し、光熱変換層３３で発生した熱に対して安定である材料・構成であれば特に限定されない。また、区画パターン３４の成膜方法およびパターニング方法についても、高精度に微細パターニングできるのであれば特に限定されなく、例えば特許文献２に記載された公知の材料および製造方法で作成できる。
【００７４】
区画パターン３４内に転写材料３７を配置する際に、塗布法を用いる場合には、溶液が他の区画へ混入したり、区画パターン３４の上面に乗りあげたりすることを防ぐために、区画パターン３４上面に撥液処理（表面エネルギー制御）を施すことができる。撥液処理としては、区画パターン３４を形成する樹脂材料へフッ素系材料などの撥液性材料を混合したり、さらに撥液性材料の高濃度領域を表面あるいは上面へ選択形成することができる。区画パターン３４を表面エネルギーの異なる材料の多層構造とすることもでき、また、区画パターン３４形成後に光照射やフッ素系材料含有ガスによるプラズマ処理やＵＶオゾン処理を施すことで、表面エネルギー状態を制御するなど、公知技術を利用することができる。
【００７５】
区画パターン３４の断面形状は、昇華した転写材料がデバイス基板１０に均一に堆積することを容易にするために、順テーパー形状であることが好ましい。図２で例示したように、デバイス基板１０の上に絶縁層１４のようなパターンが存在する場合には区画パターン３４の幅よりも絶縁層１４の幅の方が広いことが好ましい。また、位置合わせの際には、区画パターン３４の幅が絶縁層１４の幅に収まるように配置することが好ましい。
【００７６】
区画パターン３４は、特許文献２に開示されているように、デバイス基板１０の温度上昇を抑える構造である必要があり、その熱伝導率は１．０Ｗ／ｍＫ以下、さらに０．３Ｗ／ｍＫ以下であることが好ましく、区画パターン３４の体積比熱（＝密度×比熱）は１．０Ｊ／ｃｍ３Ｋ以上であることが好ましい。また、区画パターン３４の厚さは、デバイス基板１０の温度上昇を抑制する観点と、転写材料を塗布した際の相互の影響を受け難くする観点から、５μｍ以上であることが好ましい。一方で、区画パターン３４を高精度に形成する観点から、その厚さは１００μｍ以下であることが好ましい。
【００７７】
（３）デバイスの製造方法
次に、ドナー基板３０を用いた転写プロセスを中心にして有機ＥＬ素子を代表とするデバイスの製造方法を説明する。
【００７８】
カラーディスプレイでは少なくとも発光層１７がパターニングされる必要があり、発光層１７は本実施形態の転写プロセスを用いて好適にパターニングされる薄膜である。また、発光層１７のうち発光層１７Ｒ、１７Ｇのみを本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングして、その上に発光層１７ＢとＲ、Ｇの電子輸送層１８を兼ねる層を全面形成することもできる。正孔輸送層１６、電子輸送層１８、第二電極１９などの少なくとも一層をパターニングする必要がある場合には、本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングしてもよい。特に、電子輸送材料やドナー材料は発光層１７との組み合わせによる性能変化が起こりやすい材料の１つであるので、電子輸送層１８は本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングされるのが好ましい。また、絶縁層１４や第一電極１５、ＴＦＴなどは公知のフォトリソ法によりパターニングされることが多いが、本実施形態の転写プロセスを用いてパターニングしてもよい。
【００７９】
本実施形態の転写プロセスの適用時、デバイス基板１０に形成済みの下地層はパターニングする薄膜によって異なってくる。例えば、発光層１７をパターニングする場合は、第一電極１５や正孔輸送層１６が形成済みの下地層となる。絶縁層１４のような構造物は、必須ではないが、第一電極１５のエッジ部分を保護し、また、デバイス基板１０とドナー基板３０とを対向させる際に、ドナー基板３０の区画パターン３４がデバイス基板１０に形成済みの下地層に接触し、傷つけることを防止する観点から、デバイス基板１０にあらかじめ形成されているのが好ましい。絶縁層１４の形成には、ドナー基板３０の区画パターン３４として例示した材料や成膜方法、パターニング方法を利用することができる。絶縁層１４の形状や厚さ、ピッチについては、ドナー基板３０の区画パターン３４で例示した形状や数値を例示することができる。
【００８０】
図２に示すように、ドナー基板３０の区画パターン３４と、デバイス基板１０の絶縁層１４との位置を合わせた状態で、両基板１０、３０は対向するように配置される。このとき、ドナー基板３０とデバイス基板１０とを真空中で対向させ、転写空間をそのまま真空に保持した状態で大気中に取り出すことができる。例えば、ドナー基板の区画パターン３４および／またはデバイス基板１０の絶縁層を利用して、これらに囲まれた領域を真空に保持することができる。この場合には、ドナー基板３０および／またはデバイス基板１０の周辺部に真空シール機能を設けてもよい。デバイス基板１０の下地層、例えば正孔輸送層１６が真空プロセスで形成し、発光層１７を転写によりパターニングし、電子輸送層１８も真空プロセスで形成する場合は、ドナー基板３０とデバイス基板１０とを真空中で対向させ、真空中で転写を実行することが好ましい。この場合に、ドナー基板３０とデバイス基板１０とを真空中で高精度に位置合わせし、対向状態を維持する方法には、例えば、液晶ディスプレイの製造プロセスにおいて使用されている、液晶材料の真空滴下・貼り合わせ工程などの公知技術を利用することができる。また、金属などの良導体で形成した光熱変換層３３を利用することで、ドナー基板３０を静電方式により容易に保持することもできる。
【００８１】
転写雰囲気は大気圧でも減圧下でもよい。また、第一電極１５および第二電極１９などの転写の際に、転写材料と酸素等の活性ガスを反応させるなどの反応性転写を実施することもできる。ただし、転写材料の劣化の抑制のためには、窒素ガスなどの不活性ガス中、あるいは真空下であることが好ましい。不活性ガス中ならば、圧力を適度に制御することで、転写時に膜厚ムラの均一化を促進することが可能である。真空下であるならば、転写膜２７への不純物混入の低減、昇華温度の低温化を特に促進することが可能である。また、転写雰囲気によらず、転写時にドナー基板３０を放熱あるいは冷却することもできる。
【００８２】
転写は、ドナー基板３０の支持体３１側からレーザーに代表される光を照射して光熱変換層３３に吸収させ、そこで発生する熱により転写材料３７を加熱・昇華させ、デバイス基板１０に転写膜を堆積させる。所定の大きさの光を照射して１つのスキャンが終わると、次に未照射の部分に光を照射してスキャンする。こうしたスキャンにより転写領域を最終的に照射する。
【００８３】
図９はドナー基板３０への光照射方法の一例を示す断面図である。ドナー基板３０は、支持体３１、光熱変換層３３、区画パターン３４、区画パターン３４内に存在する転写材料の転写材料３７からなり、デバイス基板２０は支持体２１のみからなるものとしている。
転写材料３７は支持体３１側からの光照射により加熱されて昇華し、デバイス基板２０の支持体２１に転写膜２７として堆積する。
【００８４】
本実施形態では、転写材料３７と区画パターン３４の少なくとも一部とが同時に加熱されるように光を光熱変換層３３に照射することが好ましい。このような配置をとることで、区画パターン３４と転写材料３７との境界での温度低下が抑制されるので、境界に存在する転写材料を十分に加熱して転写し、均一な転写膜２７を得ることができる。
【００８５】
本実施形態では、材料や光照射条件を選べば、転写材料３７が膜形状を保持した状態でデバイス基板２０の支持体２１に到達するアブレーションモードを使用することもできるが、材料へのダメージを低減する観点からは、転写材料３７が１〜１００単位の分子（原子）にほぐれた状態で昇華（蒸発）し、転写される蒸着モードを使用する方が好ましい。
【００８６】
図１０に示した従来法の光照射方法では区画パターン３４と転写材料３７の境界において温度が低下し、光照射位置がずれると転写膜２７の均一性が極端に損なわれるものであった。大型化において基板の全領域に渡って光照射を高精度に位置合わせする難易度を考えると、本実施形態の方法では光照射装置の負担が著しく軽減される。１枚のドナー基板３０に対して光を光熱変換層３３に複数回に分けて照射することで、転写材料３７を膜厚方向に複数回に分割して転写することは、本実施形態の特に好ましい転写方法である。これにより、転写材料３７だけでなく区画パターン３４やデバイス基板２０上に成膜された下地層などの最高到達温度を低下させられるので、ドナー基板の損傷やデバイスの性能低下を防止することができる。
【００８７】
本発明のドナー基板を用いて、転写法により作製される有機ＥＬ素子は次のような特徴を有する。例えば、転写層が発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）である場合、レーザー照射してデバイス基板に転写された発光層はドナー基板のパターンをトレースする。つまり図１１（ａ）に示すように、一定間隔で発光層がパターニングされたドナー基板を用いると、デバイス基板では、隣り合う発光層の間隔はほぼ一定となる。図１１（ａ）においてＲ、Ｇ、Ｂと記載された部分にのびる破線はそれぞれの発光層の幅方向の中心位置を示す。隣り合う発光層間の中心位置同士の距離はほぼ一定である。なお、図１１（ａ）では図２や図３と同様の方法でレーザー照射する態様を例示したが、他の照射方法、例えば区画パターンと転写層の一部がレーザー照射されるようにしてから、レーザーをＲ、Ｇ、Ｂの並び方向にスキャンする態様などであっても同様の結果となる。
【００８８】
一方、蒸着法によって発光層が作製される場合を図１１（ｂ）に示す。ここではＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの蒸着時にマスクの位置合わせが必要であるが、その位置合わせを完全に行うことは困難である。マスク位置の誤差が生じた部位では、Ｒ、Ｇ、Ｂが一定間隔とならない場合が生じる。また、区画パターンを持たないドナー基板３枚にＲ、Ｇ、Ｂの発光層をそれぞれ形成し、部分転写する方法を図１１（ｃ）に示す。この場合は３回のレーザー照射の位置合わせを完全に行うことが困難であり、蒸着法と同様、Ｒ、Ｇ、Ｂが一定間隔とならない場合が生じる。このことから、本発明のドナー基板を用いた転写法では高精度にＲ、Ｇ、Ｂのパターニングを行い、その間隔をほぼ一定にできることがわかる。
【００８９】
また、本発明のドナー基板を用いて、転写法により作製される有機ＥＬ素子の別の特徴を説明する。レーザーにより転写を行なうと、図１２（ａ）のように転写先では転写膜２７のエッジにおいて膜厚がなだらかに減衰する特徴がある（図１２（ａ）は一見、パターンのエッジが中央よりも盛り上がっているようであるが、エッジには順テーパー形状の区画パターンが存在するため、転写膜の膜厚はエッジに向かうにつれなだらかに減衰している）。一方、図１２（ｂ）に示すようにマスク蒸着では蒸着源から直線的に発光層の分子が飛来して基板に付着するため、エッジにおける膜厚の減衰が急峻となる。このように転写膜のエッジを観察することにより、蒸着法か転写法のどちらによって形成されたかを区別することもできる。
【００９０】
次に、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、転写法を用いて作製されるものであって、デバイス基板が高開口率であっても均一な転写膜が形成され、優れた発光性能を示すものである。そのような有機ＥＬ素子は、好ましくは、例えば、少なくとも一対の電極間に挟持された発光層を含む有機化合物層を有し、有機化合物層の少なくとも一部が転写法を用いて作成された有機ＥＬ素子において、以下のいずれかを満たす有機ＥＬ素子である。
（１）副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ副画素内の発光領域の発光輝度ムラが±２０％以下であること。
（２）副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満であり、かつ転写法を用いて形成された有機化合物層のうち、副画素内の発光領域の膜厚ムラが±１０％以下であること。
【００９１】
より好ましくは、前記（１）および（２）の両方を満たす有機ＥＬ素子である。
【００９２】
本発明においては、副画素の絶縁層の幅が４０μｍ未満、より好ましくは３０μｍ以下の有機ＥＬ素子において、粗面であるドナー基板の膜厚ムラ抑制効果によるデバイス基板の転写膜の膜厚均一性向上により効果を発揮することができ、デバイス基板の副画素内の発光領域の膜厚ムラが±１０％以下の有機ＥＬ素子を作成することができる。その結果、作成した有機ＥＬ素子の副画素内の発光輝度ムラは±２０％以下となる。
【００９３】
なお、本明細書において副画素とは、図１３の符号４７で示される部分、すなわち、デバイス基板の画素を構成する発光領域３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂと絶縁層３４のうち、いずれか１色の発光領域とそれに隣り合う片側の絶縁層の構成単位のことをいう。言い換えると、副画素のｘ方向またはｙ方向の幅はパターニングされた絶縁層のピッチを表す。また、絶縁層の幅とは図１３の符号４４で示される部分、すなわち、画素のｘ方向（またはｙ方向）の絶縁層の長さのことをいう。
【００９４】
また、膜厚ムラおよび発光輝度ムラとは、副画素の発光領域における膜厚および輝度の誤差を百分率で表現したものである。
【００９５】
すなわち、膜厚ムラとは光干渉式膜厚計を用いて副画素内の二次元の膜厚プロファイルを測定し、（最大膜厚−最小膜厚）／膜厚平均値×１００なる式に代入して算出した値である。膜厚平均値とは、副画素内の全測定点の膜厚測定値の総和を、膜厚の測定点数で割った値である。なお、層間の屈折率差が小さい等の影響で、上記方法で膜厚測定が困難な場合は、有機ＥＬ素子の断面形状をＳＥＭやＴＥＭなどで観察し、その断面プロファイルから発光層の膜厚を読み取り、上式に当てはめて膜厚ムラを算出しても良い。
【００９６】
また、発光輝度ムラは、ＦＰＤモジュール検査装置を用いて、副画素の４隅からｘ方向およびｙ方向の距離が２０μmの点（計４点）と、それらの点のｘ方向、ｙ方向、対角線方向の中間点（計５点）の合計９点（図１３の輝度測定点４８）を、スポット径３０μｍで輝度を測定し、（最大輝度−最小輝度）／輝度平均値×１００なる式に代入して算出した値である。輝度平均値とは、副画素内の９点の輝度測定値の総和を、９（図１３の輝度測定点４８の数）で割った値である。
【００９７】
有機ＥＬ素子において、テレビ向けの大型パネルを作成する場合や高解像度のパネルを作成する場合には、開口率は高く、絶縁層の幅は小さく設計する必要があり、例えば３７インチサイズのフルハイビジョンテレビの場合は、その設計値は、例えば副画素幅１００μｍ、発光領域幅８０μｍ、絶縁層幅２０μｍ（開口幅率８０％）となる。ドナー基板とデバイス基板の位置合わせの際には、区画パターンの幅が絶縁層の幅よりも小さい方が好ましいことから、ドナー基板の発光領域幅を例えば９０μｍ、区画パターンの幅を１０μｍに設計することが考えられる。この場合、表面が平滑なドナー基板に塗布膜を作成した場合には、隔壁から約１０μｍの範囲において局所的な膜の偏りが発生するため、転写先のデバイス基板でも膜厚ムラが大きくなる。また、局所的なムラが発生していない部分のみを転写したとしても、前述のように絶縁層付近の膜厚が非常に小さくなってしまう。このため、デバイス基板の副画素内の発光領域の膜厚ムラが±１０％以下の有機ＥＬ素子を作成することができず、有機ＥＬ素子の副画素内の発光輝度ムラ±２０％以下も達成することができない。
【００９８】
ドナー基板の開口幅率をこれより高くしてムラの少ない部分を転写するために、例えば発光領域幅を９５μｍ、区画パターン幅を５μｍに設計することが考えられる。しかしこの場合、ドナー基板の区画パターンの幅が細すぎるため、基板作成工程やドナー基板とデバイス基板の張り合わせ／離合の際に区画パターンにストレスが生じ、区画パターンが押しつぶされたり欠陥が入りやすいという問題点がある。さらに局所的な膜の偏りの一部も転写されてしまう可能性があるため、デバイス基板でも膜厚ムラが大きい部分が発生してしまう可能性も生じる。
【００９９】
そこで、表面が平滑なドナー基板を用いる場合にはデバイス基板の絶縁層幅を３０μｍまたは４０μｍに設計することが考えられる（開口幅率７０％または６０％）。これらの場合には、ドナー基板の区画パターン幅を１０μｍに設計すると、隔壁から１０μｍの範囲において発生した局所的な膜の偏りを避けて転写を行えば、膜厚ムラの少ないデバイス基板を作成することができる。ところがこれらの方法でムラの少ない部分のみを転写したとしても、転写材料の大半はドナー基板の絶縁層付近に残っているために、材料利用効率が著しく低くなる。
【０１００】
これに対し、粗面であるドナー基板を用いれば、そもそもドナー基板の塗布膜に局所的な膜厚ムラが発生しないために、絶縁層の幅によらず膜厚均一性に優れたデバイス基板を作成することができる。また、材料利用効率良く転写できるというメリットもある。したがって、デバイス基板の絶縁層幅が４０μｍ未満、より好ましくは３０μｍ以下の有機ＥＬ素子を好適に作製することができる。
【０１０１】
なお、副画素の幅に関する上記の寸法は一例であり、副画素幅がこれより大きくなったり小さくなったりしても、絶縁層の幅が変化するに従って上記と同様の現象が生じる。副画素幅には特に上限や下限はないが、敢えて挙げるとすれば一般的なディスプレイパネルの設計値である副画素幅が３０μｍ以上１０００μｍ以下の範囲を挙げることができる。
【０１０２】
有機ＥＬ素子の絶縁層幅を狭くして開口率を増加させると、一定の電圧を素子にかけた際に流れる単位面積当たりの電流量が少なくなるために素子耐久性が向上する。耐久性は電流密度の１．６〜１．７乗に反比例することが経験的に知られており、例えば開口率を６０％から７０％に上げると耐久性は約３０％向上する。また、膜厚ムラを±１０％に抑えることにより、画素内の発光輝度ムラおよび色度ムラを少なくなるために表示品質を高めることができるとともに、電流密度分布の偏りが改善できるため、素子寿命も長くなる。
【０１０３】
図１４は、２種類以上の異なる転写材料３７（この例では３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの３種類）の各々の幅と区画パターン３４（この例では３７Ｒと３７Ｇ、３７Ｇと３７Ｂに挟まれた区画パターン３４が２つ分）の幅との合計よりも広い光を光熱変換層３３に照射することで、２種類以上の異なる転写材料３７（この例では３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの３種類）を一括して転写する、好ましい実施形態の１つを示す図である。ここでは、図２および図３で示したのと同様に、３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの１組を一括で転写する例を示したが、ディスプレイ用途でよく見られるように、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂの組がその並びのｘ方向にｋ回、その垂直のｙ方向にｈ回繰り返し形成されている場合は、例えば、ｍ組（ｍは２以上ｋ以下の整数）の転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに光を同時照射しながら、ｙ方向に光をスキャンすることで、転写時間を１／ｍ程度に短縮することができる。ｍ＝ｋの場合には、図１５（ａ）に示すように、ドナー基板３０の転写領域３８の全幅を覆うような光を照射することで、１回のスキャンで全転写材料３７を一括転写することもできる。この配置では、ドナー基板３０に対する光照射の位置合わせを大幅に軽減できる。図１５（ｂ）に示すように、基板上に転写領域３８が複数存在する場合には、それらを一括転写することも可能である。
【０１０４】
この一括転写は、各転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂに順次光を照射する方法と比べてパターニング時間の短縮が可能になる。光は光熱変換層３３で十分に吸収されるために、異なる光吸収スペクトルをもつ各転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂでも同一の光源を用いて同程度の温度に加熱することができ、透過光によりデバイス基板１０が加熱される心配もない。区画パターン３４が存在することで、隣接する転写材料３７の異なる転写材料同士が混合したり、その境界位置の揺らぎがある部分の転写を排除できるので、一括転写してもデバイス性能を損なうことがない。
【０１０５】
上記の一括転写の例において、転写材料３７Ｒ、３７Ｇ、３７Ｂが異なる昇華温度（蒸気圧の温度依存性）を有する場合は、最高の昇華温度をもつ転写材料に合わせて、１回の光照射で一括転写をしてもよい。逆に、例えば、転写材料３７Ｒが最低の昇華温度をもつ場合には、１回の光照射で転写材料３７Ｒは全部、３７Ｇ、３７Ｂは一部を転写しておき、再度の光照射により３７Ｇ、３７Ｂの残りを転写してもよく、さらに、３回以上の転写に分けてもよい。転写時間を１／ｍ程度に短縮できるので、同じ時間をかけてｍ回の転写に分けることで、転写材料３７へのダメージをより軽減することが可能になる。転写プロセスに割ける時間と転写材料３７へのダメージを考慮しながら、多様な転写条件から最適なもの選択することができる。
【０１０６】
また、上記一括転写には別の効果がある。幅の広い光の照射範囲内では、レーザー転写で問題となってきた横方向の熱拡散が起きないので、レーザーを比較的低速でスキャンするなどして、光を比較的長時間照射することが可能になる。そのため、転写材料３７の最高到達温度の制御がより容易となり、高精度に微細パターニングできる。また、転写時に転写材料３７にダメージを与えることなく、デバイス性能の低下を最小限に抑制できる。転写材料３７へのダメージが低減されることは、同時に区画パターン３４へのダメージも低減されることになり、区画パターン３４を有機材料で形成しても劣化が起こりにくくなる。そのため、ドナー基板を複数回に渡って再利用できる、パターニングに掛かるコストを低減できる。また、光を照射する位置を従来法ほど厳密に制御する必要がなくなることがから、光を照射する装置の機構も簡素化できる。
【０１０７】
照射光の光源としては、容易に高強度が得られ、照射光の形状制御に優れるレーザーを好ましい光源として例示できるが、赤外線ランプ、タングステンランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、フラッシュランプなどの光源を利用することもできる。レーザーでは、半導体レーザー、ファイバーレーザー、ＹＡＧレーザー、アルゴンイオンレーザー、窒素レーザー、エキシマレーザー、パルスレーザーなど公知のレーザーが利用できる。
【０１０８】
照射光の波長は、照射雰囲気とドナー基板の支持体３１における吸収が小さく、かつ、光熱変換層３３において効率よく吸収されれば特に限定されない。従って、可視光領域だけでなく紫外光から赤外光まで利用できる。ドナー基板の好適な支持体３１の材料を考慮すると、好ましい波長領域として、３００ｎｍ〜５μｍを、更に好ましい波長領域として、３８０ｎｍ〜２μｍを例示することができる。
【０１０９】
照射光の照射方法やスキャン方法については特に限定されなく、例えば特許文献２に開示されている方法を使用すればよい。
【０１１０】
以上、本発明の実施形態に係る転写用のドナー基板、これを用いたデバイスの製造方法及び有機ＥＬ素子について説明した。次に、本発明の実施形態に関係する実施例を説明する。本発明は、上述の実施形態及び次の実施例に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。
【実施例】
【０１１１】
以下、実施例により本発明の具体的な実施態様を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の実施例および比較例において、支持体および光熱変換層の表面のＲａおよびＳｍは、表面粗さ形状測定機  （（株）東京精密製）を用いて、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４に基づき、測定長さ１．０ｍｍで測定した際に得られる十点平均粗さとした。膜厚は光干渉型膜厚計測装置ＳＰ−７００（東レエンジニアリング（株））により副画素内の二次元の膜厚プロファイルを測定し、発光輝度はＦＰＤモジュール検査装置（大塚電子（株））を用いて測定した。【０１１２】
また、膜厚ムラは副画素内の（最大膜厚−最小膜厚）／膜厚平均値×１００なる式に代入して算出した値であり、発光輝度ムラは、副画素の４隅からｘ方向およびｙ方向の距離が２０μmの点（計４点）と、それらの４点のｘ方向、ｙ方向、対角線方向の中間点（計５点）の、合計９点を、スポット径３０μｍで輝度を測定し、（最大輝度−最小輝度）／輝度平均値×１００なる式に代入して算出した値である。膜厚平均値とは、副画素内の全測定点の膜厚測定値の総和を、膜厚の測定点数で割った値である。また、輝度平均値とは、副画素内の９点の輝度測定値の総和を、９（図１３の輝度測定点４８の数）で割った値である。【０１１３】
耐久性は、１０ｍＡ／ｃｍ２の一定電流を流し続けて、輝度が初期輝度から半分に低下するまでの時間（輝度半減寿命）を測定することにより評価を行った。なおこの時、少なくとも上記発光輝度ムラを測定した副画素を含むエリアが測定できるよう、スポット径を５ｍｍとした。【０１１４】
実施例１
ドナー基板３０を以下のとおり作製した。支持体３１として３８×４６ｍｍで厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板を用い、支持体３１をフッ酸でエッチングを行い、光熱変換層３３を形成する側の表面を粗面化した。支持体３１の表面のＲａは３０ｎｍであり、Ｓｍは１５μｍであった。洗浄／ＵＶオゾン処理後に、光熱変換層３３として厚さ０．２μｍのタンタル膜をスパッタリング法（ガス種類：Ａｒ、ガス圧：０．２Ｐａ、電力：１ｋｗ）により全面形成した。光熱変換層３３の表面のＲａも３０ｎｍであった。次に、光熱変換層３３を上記と同様のＵＶオゾン処理した後に、上にフッ素系ポジ型ポリイミド感光性コーティング剤をスピンコート塗布し、プリベーキング、ＵＶ露光した後に、現像液により露光部を溶解・除去した。このようにパターニングしたポリイミド前駆体膜をホットプレートで３５０℃、１０分間ベーキングして、ポリイミド系の区画パターン３４を形成した。この区画パターン３４の厚さは７μｍ、幅は２０μｍで、断面は順テーパー形状であった。区画パターン３４内部には幅８０μｍ、長さ２８０μｍの光熱変換層３３を露出する開口部が、幅方向に１００μｍピッチで７６８個、長さ方向に３００μｍのピッチで２００個配置されていた。次に、厚さ０．２μｍのタンタル膜をドナー基板３０の全面に厚さ０．２μｍスパッタリング法により形成し、後に塗布する転写材料３７Ｒと転写材料３７Ｇが混色しないように、区画パターン３４の上面にフッ素系の撥液処理を施した。区画パターン３４の接触角はキシレンに対しほぼ６０度であった。キシレンを溶媒とした粘度約０．７５ｍＰａ・ｓの転写材料３７Ｒ、３７Ｇの各溶液を用意した。転写材料３７Ｒを形成する溶液は、ピレン系赤色ホスト材料ＲＨ−１とピロメテン系赤色ドーパント材料ＲＤ−１とをキシレンにそれぞれ０．５ｗｔ％、０．０１ｗｔ％溶解させたもの、転写材料３７Ｇを形成する溶液は、ピレン系緑色ホスト材料ＧＨ−１とクマリン系緑色ドーパント材料（Ｃ５４５Ｔ）とをキシレンにそれぞれ０．５ｗｔ％、０．０４ｗｔ％溶解させたものである。【０１１５】
このうち、まず３７Ｇの溶液を、ドナー基板３０上の転写材料３７Ｒ、３７ＧがＲＧＢの繰り返しになってＲＧＢ３区画を一つの単位としたＲＧＢパターンを形成するように、Ｇに対応する区画にインクジェット法で塗布して、次に３７Ｒの溶液をＲに対応する区画にインクジェット法で塗布を行った。なお、青色の発光層は後からデバイス基板に蒸着して作製する電子輸送層と兼ねるために、ここでは青色の転写材料３７Ｂの塗布は行わなかった。【０１１６】
【化２】
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【０１１７】
キシレンを自然乾燥させた後のドナー基板の平面写真を図１６（ａ）に示す。区画内の転写材料３７Ｒ、３７Ｇの厚さはそれぞれ約４０ｎｍ、約３０ｎｍで、面内および区画内の転写材料の局所的な偏りが発生せず、膜厚ムラが非常に少ない良好な膜となった。【０１１８】
実施例２
支持体３１及び光熱変換層３３の表面のＲａが１５０ｎｍであること以外は、実施例１と同様の構成のドナー基板３０を用いてインクジェット塗布を行った。支持体３１及び光熱変換層３３の表面のＳｍは１５μｍであった。転写材料３７の溶液は、ピレン系緑色ホスト材料ＧＨ−１をシクロヘキサノンに０．５ｗｔ％溶解させて作製し、インクジェット法による塗布は、ドナー基板３０の全ての区画に対して行った。【０１１９】
シクロヘキサノンを自然乾燥させた後のドナー基板の平面写真を図１６（ｂ）に示す。区画内の転写材料３７の厚さは約４０ｎｍで、光熱変換層３３の表面の凹凸に応じて付着しているものの（図１６（ｂ）における濃淡）、実施例１と同様に面内および区画内の転写材料の局所的な偏りが発生せず、膜厚ムラが非常に少ない良好な膜となった。【０１２０】
実施例３
支持体３１及び光熱変換層３３の表面のＲａが２５０ｎｍのドナー基板３０を用いた以外は、実施例２と同様の方法でインクジェット塗布を行った。支持体３１及び光熱変換層３３の表面のＳｍは１５μｍであった。【０１２１】
シクロヘキサノンを自然乾燥させた後のドナー基板の平面写真を図１６（ｃ）に示す。区画内の転写材料３７の厚さは約４０ｎｍで、光熱変換層３３の表面の凹凸に応じて付着しているものの（図１６（ｃ）における濃淡）、実施例１および２と同様に面内および区画内の転写材料の局所的な偏りが発生せず、膜厚ムラが非常に少ない良好な膜となった。【０１２２】
実施例４
実施例１のドナー基板を用いて有機ＥＬ素子を作製した。
デバイス基板は以下のとおり作製した。ＩＴＯ透明導電膜を１４０ｎｍ堆積させた無アルカリガラス基板（ジオマテック株式会社製、スパッタリング成膜品）を切断し、フォトリソグラフィー法によりＩＴＯを１００μｍピッチで７６８本のストライプ形状にパターニングした。次に、ドナー基板と同様にパターニングされたポリイミド前駆体膜を、３００℃、１０分間ベーキングして、ポリイミド系の絶縁層を形成した。この絶縁層の高さは１．８μｍ、幅は３０μｍで、断面は順テーパー形状であった。絶縁層のパターン内部には幅７０μｍ、長さ２５０μｍのＩＴＯを露出する開口部が、幅方向に１００μｍピッチで７６８個、長さ方向に３００μｍのピッチで２００個配置されていた。ＩＴＯストライプ電極の長手方向を絶縁層の長さ方向に一致させた。【０１２３】
この基板をＵＶオゾン処理し、真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、この基板の発光領域全面に正孔輸送層として、アミン系化合物を５０ｎｍ、ＮＰＤを１０ｎｍを蒸着した。【０１２４】
次に、実施例１で作製したドナー基板の区画パターンと前記デバイス基板の絶縁層との位置を合わせて対向させ、３×１０−４Ｐａ以下の真空中で保持した後に外周部をシールしてから大気中に取り出した。絶縁層と区画パターンとで区画される転写空間は真空に保持されていた。転写には、中心波長が９４０ｎｍで、照射形状を横３４０μｍ、縦５０μｍの矩形に成形した光を用いた（光源：半導体レーザーダイオード）。【０１２５】
区画パターンおよび絶縁層の縦方向と光の縦方向を一致させるようにドナー基板のガラス基板側から光を照射し、転写材料と区画パターンが同時に加熱されるように縦方向にスキャンすることで、転写材料である共蒸着膜をデバイス基板の下地層である正孔輸送層上に転写した。レーザー強度を１４８Ｗ／ｍｍ２、スキャン速度は０．６ｍ／ｓであった。光は横方向に約３００μｍピッチでオーバーラップさせながら、発光領域全面に転写されるように転写回数が２４回となるように繰り返しスキャンを実施した。その結果、ＲＧ発光層の膜厚ムラは±１０％以下となった。【０１２６】
ＲＧ発光層を転写後のデバイス基板を、再び真空蒸着装置内に設置して、装置内の真空度が３×１０−４Ｐａ以下になるまで排気した。抵抗加熱法によって、電子輸送層としてＥ−１を２５ｎｍ、発光領域全面に蒸着した。次に、ドナー材料（電子注入層）としてフッ化リチウムを０．５ｎｍ、さらに、第二電極としてアルミニウムを１００ｎｍ蒸着した。このとき、アルミニウムはマスク蒸着により３００μｍピッチで２００本のストライプ形状にパターニングし、ストライプ電極の長手方向を絶縁層の幅方向に一致させた。従って、作製した有機ＥＬ素子は、ＩＴＯストライプからなる第一電極と、アルミニウムストライプからなる第二電極とが互いに直交する単純マトリクス型ディスプレイの構造をもち、両電極の交点に、Ｒ、Ｇ、Ｂの副画素から構成される画素が２５６×２００配置されている。【０１２７】
【化３】
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【０１２８】
実施例１のドナー基板を用いて作成したそれぞれの素子において、各副画素からは、それぞれ明瞭なＲ、Ｇ、Ｂ発光が確認され、発光輝度ムラは各色±２０％以下となり、副画素間の色混じりは認められなかった。【０１２９】
実施例５
実施例４のデバイス基板の絶縁層の幅が２５μｍであること以外は、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。すると、実施例４と同様に各副画素からは、それぞれ明瞭なＲ、Ｇ、Ｂ発光が確認され、膜厚ムラは各色±１０％以下、発光輝度ムラは各色±２０％以下となり、副画素間の色混じりは認められなかった。また実施例４に比べ耐久性は１０％以上向上した。【０１３０】
実施例６
実施例４のデバイス基板の絶縁層の幅が３５μｍであること以外は、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。すると、実施例４と同様に各副画素からは、それぞれ明瞭なＲ、Ｇ、Ｂ発光が確認され、膜厚ムラは各色±１０％以下、発光輝度ムラは各色±２０％以下となり、副画素間の色混じりは認められなかった。また実施例４に比べ耐久性は１０％以上減少した。【０１３１】
実施例７
実施例４のデバイス基板の絶縁層の幅が４０μｍであること以外は、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。すると、実施例４と同様に各副画素からは、それぞれ明瞭なＲ、Ｇ、Ｂ発光が確認され、膜厚ムラは各色±１０％以下、発光輝度ムラは各色±２０％以下となり、副画素間の色混じりは認められなかった。また実施例４に比べ耐久性は２０％以上減少した。【０１３２】
実施例８
実施例２および３で作製したドナー基板を用いて、実施例４と同様の方法で作製したデバイス基板に、実施例４と同様の転写条件で転写を行った。ただし、本実施例においてはデバイス基板に正孔輸送層は設けられておらず、ドナー基板の全ての区画に形成されているピレン系緑色ホスト材料ＧＨ−１をデバイス基板上の絶縁層の開口部のすべてに転写し、転写後の膜を光学顕微鏡で観察した。光熱変換層３３の表面の凹凸に応じて付着した転写材料は均一化され、面内および区画内の膜厚ムラが非常に少ない良好な膜となった。【０１３３】
比較例１
支持体３１をフッ酸でエッチングを行わなかった以外は、実施例１と同じ方法でドナー基板３０を作製した。支持体３１及び光熱変換層３３の表面は平滑であった。【０１３４】
このドナー基板３０に、３７Ｇの溶液、３７Ｒの溶液の順に実施例１と同様の方法でインクジェット塗布を行うと、図１６（ｄ）に示すとおり、溶媒の乾燥過程において溶質がエッジ付近に運ばれた影響で区画内の中央部の膜厚が極端に薄く、また後から塗布した３７Ｒの溶液の乾燥蒸気の影響で３７Ｇの塗布膜が３７Ｒの区画と逆方向に局所的に偏ってしまい、絶縁層から１０μｍ以内に全体の９０％の溶質が存在する膜厚ムラの非常に大きい膜となった。【０１３５】
比較例２
比較例１の表面が平滑なドナー基板と、実施例４の絶縁層の幅が３０μｍデバイス基板を用いて、実施例４と同様の方法で有機ＥＬ素子を作製した。【０１３６】
Ｂの副画素からは明瞭なＢ発光が確認されたが、Ｒ、Ｇの副画素からは絶縁層から５μｍの領域しかＲ、Ｇ発光が確認されず、Ｒ、Ｇの副画素の残りの領域からは電子輸送層の青色の発光が確認された。【０１３７】
比較例３
比較例１の表面が平滑なドナー基板と、実施例５の絶縁層の幅が２５μｍデバイス基板を用いて、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。【０１３８】
Ｂの副画素からは明瞭なＢ発光が確認されたが、Ｒ、Ｇの副画素からは絶縁層から７．５μｍ僅かな領域しかＲ、Ｇ発光が確認されず、Ｒ、Ｇの副画素の残りの領域からは電子輸送層の青色の発光しか確認できなかった。【０１３９】
比較例４
比較例１の表面が平滑なドナー基板と、実施例６の絶縁層の幅が３５μｍデバイス基板を用いて、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。【０１４０】
Ｂの副画素からは明瞭なＢ発光が確認されたが、Ｒ、Ｇの副画素からは絶縁層から２．５μｍの僅かな領域しかＲ、Ｇ発光が確認されず、Ｒ、Ｇの副画素の残りの領域からは電子輸送層の青色の発光しか確認できなかった。【０１４１】
比較例５
比較例１の表面が平滑なドナー基板と、実施例７の絶縁層の幅が４０μｍデバイス基板を用いて、実施例４と同じ方法で有機ＥＬ素子を作成した。【０１４２】
Ｂの副画素からは明瞭なＢ発光が確認されたが、Ｒ、Ｇの副画素からは電子輸送層の青色の発光しか確認できなかった。
【産業上の利用可能性】
【０１４３】
本発明は、有機ＥＬ素子をはじめとし、有機ＴＦＴや光電変換素子、各種センサーなどのデバイスを構成する薄膜のパターニング技術であり、携帯電話やパソコン、テレビ、画像スキャナなどに使用されるディスプレイパネルや、タッチパネル、撮像素子などの製造に利用可能である。
【符号の説明】
【０１４４】
１０  有機ＥＬ素子（デバイス基板）
１１  支持体
１２  ＴＦＴ（取り出し電極含む）
１３  平坦化層
１４  絶縁層
１５  第一電極
１６  正孔輸送層
１７  発光層
１８  電子輸送層
１９  第二電極
２０  デバイス基板
２１  支持体
２７  転写膜
３０  ドナー基板
３１  支持体
３３  光熱変換層
３４  区画パターン
３７  転写材料
３８  転写領域
４０  マスク
４４  絶縁層の幅
４７  副画素
４８  輝度測定点
【図１】
2012008443.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１７】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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